活性污泥中丝状菌与絮体结构的关系研究

3分析与讨论

3.1絮体形成过程

许多絮体可以同时具有Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型污泥的多种特征，在絮体中心部分为孔洞结构，向四周伸展的长条形污泥相互搭接形成网状结构，最外侧则可见新伸出的骨架丝状菌。从这种污泥的形态可以推断其形成过程为：结构丝状菌交织生长，胶团菌附着其上形成新生污泥，新生污泥逐渐成熟形成条状、网状污泥，在氧和营养物充足等条件下，网状污泥的胶团菌增粗，网孔逐渐变小形成孔洞状，最后孔洞被填实，而结构丝状菌的伸出为胶团菌提供了新的附着面，包裹形成新的条状污泥，条状污泥相互交织又形成新的网状污泥，重复上述过程，形成更大的污泥絮体。

一些污泥能见到成节的形态，大的孔洞结构污泥之间由细的条状污泥连接，有的由丝状微生物连接，这种污泥的形成可能是絮体成长到一定成熟度后，由于内部供氧不足，促进了包埋于其中的结构丝状菌的生长，将絮体撑开导致结构松散形成节状。

还有极少量的污泥，可以见到极粗大的丝状骨架，上面附着胶团菌，经多次对比鉴定，这些丝状骨架为死亡累枝虫的杆，由于结构松散，这类污泥易于在二沉池发生漂浮，因此保持原生动物稳定的生长条件可以有效地减少二沉池的污泥上浮。

3.2丝状微生物与微生态群落的关系

试验表明，胶团菌与结构丝状菌之间相互依存，丝状微生物形成了絮体骨架，为絮体形成较大颗粒同时保持一定的松散度提供了必要条件。而胶团菌的附着使絮体具有一定的沉降性而不易被出水带走，并且由于胶团菌的包附使得结构丝状菌获得更加稳定、良好的生态条件，所以这两大类微生物在活性污泥中形成了特殊的共生体。

根据生态学的观点，环境因子对微生物个体的影响首先是影响某些敏感生物，然后通过微生物之间的相互作用逐步传递，最终当影响超过一定限度时引起结构上的波动。正是因为生态系统中生物种类多，并按一定结构组成了微生态群落，环境压力在逐级传递过程中受到消减，所以生态系统具备了一定抗冲击负荷的能力。与纯培养相比，生态系统能通过优势种群的变化维持良好的结构，而纯培养只需轻微刺激就会引起强烈反应，直接破坏其脆弱的结构。这也是保证活性污泥微生态群落稳定性的根本原因。

根据本试验结果，可以将活性污泥微生态群落描述如下：活性污泥微生态群落由不同大小的群落组成，具有良好沉降性和传质性能的菌胶团以结构丝状菌为骨架，胶团菌附着其上而形成，具有不断生长的特性，增长过程和老化过程中脱落的碎片及其他游离细菌将由附着或游离生长的原生动物和后生动物捕食清除。而少量以无机颗粒为核心形成的致密颗粒也可能存在于系统之中，并具有良好的沉降性能。有些死亡的原生动物尸体被胶团菌包裹，形成巨型污泥，其内部易产生反硝化作用形成气泡在二沉池漂浮流失。

在正常运行条件下，具有结构丝状菌的絮体占优，非结构丝状菌的数量很少，其表面不易为胶团菌附着，彼此存在拮抗关系，这种系统是相对稳定不会轻易改变的。所以在两个污水厂长期运行过程中未发现非结构丝状菌膨胀。

而活性污泥小试时各种条件不易控制，屡屡造成非结构丝状菌膨胀，采用改变负荷等办法均不能解决，根据非结构丝状菌与菌胶团的关系，解决的根本办法在于彻底将其清除，故只能采用投加杀生剂的办法使膨胀得到控制，尽管胶团菌也会受到影响，但它们相互聚集成团，只有表面少量细菌受到伤害。

由于停电事故，城南污水厂曾出现污泥膨胀现象，经镜检为结构丝状菌膨胀，大量结构丝状菌从絮体中伸出，根据结构丝状菌与胶团菌的共生关系，只需创造有利于胶团菌增长的条件就能使污泥沉降性能改善，实践中采用适当排泥增加曝气量的办法，污泥指数很快恢复正常。

有关活性污泥中丝状菌作用的资料很少，多将丝状菌描述为在菌胶团内部生长或伸出、游离生长三种情况。试验中根据大量观察发现，活性污泥总能保持一定的宏结构，未见到密实的大颗粒状污泥，微小的菌胶团数量也少。

从理论上讲，如果胶团菌附着在一种静止的载体上，将不断增长变厚，直到内部形成厌氧状态发生反硝化作用产生气泡而剥离载体，这样就极易形成大量碎屑的菌胶团，胶团菌自身不可能形成条状、网形结构，只有一种可能性：结构丝状菌与胶团菌构成此消彼长的关系，即结构丝状菌位于胶团菌内部特别是菌胶团较厚时有利于其生长，从而伸长使得包裹在外层的胶团菌不致于过厚形成厌氧状态，其有利条件可能是内部的低氧状态，而一旦结构丝状菌暴露在混合液中时，正常环境条件不利于其生长，待胶团菌包附之后才重新再次生长，如遇供氧不足等条件时，结构丝状菌大量伸出，则发生结构丝状菌引起的污泥膨胀。

4结论

①活性污泥正常的形态结构可分为四种类型，Ⅰ型：致密、细小，无丝状菌骨架;Ⅱ型：有明显丝状骨架的长条形;Ⅲ型：厚实且具有网状结构;Ⅳ型：孔洞结构。污泥膨胀时其结构形态可分为两类，Ⅴ型：结构丝状菌大量生长、伸长，絮体结构松散;Ⅵ型：非结构丝状菌大量生长，不形成絮体。

②具有良好结构的活性污泥絮体以结构丝状菌为骨架，胶团菌附着于其上，结构丝状菌喜低氧状态，在胶团菌的附着下，不断生长伸长，形成条状和网状污泥;没有丝状菌为骨架的絮体颗粒很小，附着于累枝虫等原生动物尸体上的絮体易产生反硝化作用，它们都易随二沉池出水流失。

③活性污泥膨胀分为结构丝状菌膨胀和非结构丝状菌膨胀，前者只需创造有利于胶团菌增长的条件即可解决，后者胶团菌难于附着在非结构丝状菌上生长，只有采取投加杀虫剂的办法毒杀。

④结构丝状菌与胶团菌在活性污泥中形成共生关系，而非结构丝状菌与胶团菌之间存在着拮抗关系，活性污泥系统的稳定性得益于大环境中微生态群落的相对稳定。

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